塔里木北部早寒武世同沉積構(gòu)造
——兼論寒武系鹽下和深層勘探

管樹巍，張春宇，任榮，張水昌，吳林，王雷，馬培領(lǐng)，韓長偉

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油東方地球物理公司研究院庫爾勒分院，新疆庫爾勒 841000）

0 引言

埃迪卡拉紀與寒武紀之交發(fā)生了一系列重大的構(gòu)造、生物與環(huán)境演變事件，如岡瓦納超大陸聚合、埃迪卡拉動物群滅絕與小殼動物群的出現(xiàn)、海平面上升及淺海陸架地區(qū)的缺氧事件等[1-11]。在此背景下，全球范圍內(nèi)如安曼、摩洛哥、西伯利亞、加拿大和華南等地區(qū)下寒武統(tǒng)底部廣泛沉積了一套富含有機質(zhì)的黑色巖系[8-11]，這套黑色巖系在塔里木北部即是下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖。近年來，隨著油氣勘探向深層拓展，玉爾吐斯組烴源巖的生烴潛力受到關(guān)注[12-21]，如 Zhu等認為阿克蘇—柯坪地區(qū)玉爾吐斯組黑色頁巖為中國迄今發(fā)現(xiàn)的有機碳含量最高（18%）的海相烴源巖[18]，新的油源對比指標也證實塔北隆起與塔中隆起西部地區(qū)下古生界油氣主要來自玉爾吐斯組[14]。

目前塔里木盆地只有 1口井鉆揭玉爾吐斯組，厚度為33 m，另塔東地區(qū)有6口井鉆遇可能與其同期的西山布拉克組，厚度小于100 m。由于玉爾吐斯組厚度薄、埋深大，地震資料難以識別并追蹤，因此一直用中寒武世“東盆西臺”的古地理格局推斷其分布，即以中寒武世近南北向臺緣帶為界，東側(cè)的玉爾吐斯組屬盆地相，厚度為10～20 m；西側(cè)是臺地相，最大厚度約50 m[17-22]。四川盆地下—中寒武統(tǒng)巖性組合和塔里木盆地非常相似[21-24]，自下而上均為碎屑巖-碳酸鹽巖-蒸發(fā)巖組合，反映二者經(jīng)歷了相似的演化和充填過程。然而，四川盆地早寒武世早期（筇竹寺組沉積期）和中寒武世的古地理格局卻迥然不同[23-24]，標志是早寒武世南北向裂陷槽的消亡和中寒武世川中古隆起的形成，即以蒸發(fā)巖的出現(xiàn)為標志，中寒武世的古地理格局發(fā)生了重大變化。因此，用中寒武世的古地理格局去推斷下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組的分布可能是不可靠的。

塔里木北部玉爾吐斯組烴源巖之上發(fā)育多套儲蓋組合[13]。自和 4井發(fā)現(xiàn)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖和中寒武統(tǒng)沙依里克組蒸發(fā)巖組成的優(yōu)質(zhì)儲蓋組合以來，20余年時間里相繼鉆探了10余口探井，但只有位于塔中隆起的中深 1井和中深 1C井在中寒武統(tǒng)鹽間（中深1井6 426～6 487 m）和鹽下（中深1井6 597～6 785 m，中深1C井6 861～6 944 m）獲得工業(yè)油氣流。由于中寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層分布已得到地震和鉆井的證實[13,20-22]，因此玉爾吐斯組烴源巖的分布、規(guī)模及其與儲集層的空間配置是目前鹽下和深層油氣地質(zhì)研究要解決的主要問題。本文從前寒武紀構(gòu)造演化背景出發(fā)，利用野外地質(zhì)、鉆井和地震資料討論早寒武世同沉積構(gòu)造及其控制的古地理格局，嘗試建立寒武系鹽下源-儲配置與成藏模式，為塔里木深層油氣地質(zhì)研究和勘探提供新的思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木克拉通由新太古界—新元古界變質(zhì)基底及上覆南華系—新生界海-陸相沉積蓋層組成[25-26]（見圖1）。在新元古代早期，南、北塔里木陸塊及周緣多個地塊碰撞拼貼形成統(tǒng)一的克拉通基底，成為羅迪尼亞超大陸的組成部分[1,25]。在南華紀，隨著羅迪尼亞超大陸的裂解，塔里木內(nèi)部和邊緣發(fā)生強烈的裂陷作用。近年來研究表明，塔里木北部和南部裂陷可能具有不同的成因，表現(xiàn)出南北分異的展布和演化特征[27-31]。南部裂陷很可能開啟于南華紀早期（距今約780 Ma），與同期全球超級地幔柱活動密切相關(guān)，而北部裂陷很可能開啟于距今740 Ma，受控于泛羅迪尼亞大洋板塊向超大陸邊緣俯沖產(chǎn)生的弧后伸展作用[32-35]，呈近東西走向狹長帶狀展布[27-31]。至震旦紀中晚期，塔里木北緣南天山洋、南緣西昆侖—阿爾金—祁連洋已經(jīng)打開，塔里木周緣演化成被動大陸邊緣，并在早寒武世持續(xù)發(fā)育[28,35-38]。因此，塔里木北部在早寒武世具有被動大陸邊緣盆地的特征。

塔里木北部下寒武統(tǒng)發(fā)育玉爾吐斯組、肖爾布拉克組和吾松格爾組（塔西北地區(qū)）及西山布拉克組和西大山組（塔東北地區(qū)）。根據(jù)近年來古生物、地層及碳同位素組成資料對比研究成果[39-42]，玉爾吐斯組和西山布拉克組為等時沉積，對應(yīng)紐芬蘭統(tǒng)第二階與幸運階，肖爾布拉克組和吾松格爾組與西大山組為等時沉積，相當于第二統(tǒng)第三階和第四階（見圖2）。

2 早寒武世同沉積構(gòu)造特征

同沉積構(gòu)造是指在盆地沉積期形成的、對沉積充填具有控制作用的構(gòu)造[43]。塔里木北部早寒武世同沉積構(gòu)造主要表現(xiàn)為玉爾吐斯組沉積期同沉積斷裂及與其相關(guān)的硅質(zhì)熱液活動，二者控制了玉爾吐斯組底部層狀硅質(zhì)巖和黑色頁巖及上覆肖爾布拉克組臺緣礁灘體的分布。

2.1 硅質(zhì)熱液活動

塔里木北部下寒武統(tǒng)底部普遍發(fā)育層狀硅質(zhì)巖和黑色頁巖組合，向上硅質(zhì)含量顯著減少，并發(fā)育兩套黑色頁巖[44-46]（見圖3）。主量、微量和稀土元素研究表明層狀硅質(zhì)巖主要為熱液成因[44-48]。在阿克蘇露頭區(qū)庫勒剖面（位置見圖1），可見震旦系奇格布拉克組頂部存在大量縫洞，其中充填了硅質(zhì)脈體（見圖3a）。庫勒剖面的層狀硅質(zhì)巖厚度最大（9.8 m），且發(fā)育與熱液噴涌相關(guān)的流動構(gòu)造（見圖3b），而在其西南方向的什艾日克（層狀硅質(zhì)巖厚6.7 m）、磷礦溝（層狀硅質(zhì)巖厚2 m）和昆蓋闊坦（層狀硅質(zhì)巖厚0.8 m）等剖面，層狀硅質(zhì)巖厚度顯著減小[45]。這些現(xiàn)象表明，庫勒剖面離熱液噴口較近，因而層狀硅質(zhì)巖厚度較大，且發(fā)育與熱液噴涌相關(guān)的流動構(gòu)造；而什艾日克剖面、磷礦溝剖面和昆蓋闊坦剖面離熱液噴口較遠，因而層狀硅質(zhì)巖厚度逐漸減小。在早寒武世水體深度較大的庫魯克塔格地區(qū)，烏里格孜塔格和恰克馬克鐵什剖面層狀硅質(zhì)巖厚度大于50 m，雅爾當山剖面厚度僅約10 m，且泥質(zhì)成分顯著增加；而同樣是水體深度較大的尉犁1井（鉆遇含黃鐵礦泥巖）卻不含層狀硅質(zhì)巖[45]，塔東隆起上也沒有一口井鉆遇層狀硅質(zhì)巖。因此，層狀硅質(zhì)巖的分布與水體深度甚至沉積相帶沒有關(guān)系，而可能與熱液噴口的距離有關(guān)，距離熱液噴口越近，硅質(zhì)巖厚度越大；距離熱液噴口越遠，硅質(zhì)巖厚度則越小。

圖1 塔里木盆地埋深9 000 m地層分布與鉆遇下寒武統(tǒng)探井分布圖

下寒武統(tǒng)底部層狀硅質(zhì)巖的熱液成因反映塔里木北部在早寒武世存在強烈的伸展構(gòu)造活動[44-45,48]，熱液噴涌的通道即是在此伸展環(huán)境下發(fā)生再活動的南華紀斷裂。由此推斷，塔里木北部早寒武世早期的盆地沉積中心沿南華紀斷裂分布，即南華紀裂陷在早寒武世具有同沉積構(gòu)造的特征。

2.2 同沉積斷裂

塔里木盆地北部鉆揭的玉爾吐斯組及與其同期的西山布拉克組厚度均在百米以下，而現(xiàn)今滿加爾凹陷的沉降幅度卻在數(shù)千米至萬米，這使得數(shù)十米乃至百米幅度的早寒武世同沉積構(gòu)造在地震解釋中易被忽略（見圖4）。但通過局部地震剖面的放大及層拉平處理（見圖5a、圖5b），是可以發(fā)現(xiàn)它的。

在塔北隆起輪古地區(qū)拉平下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組底界的三維地震剖面上（見圖5a），可明顯識別出肖爾布拉克組臺緣礁灘體，其內(nèi)部具有典型的前積反射結(jié)構(gòu)（見圖5c中綠色箭頭）。而在肖爾布拉克組底界之下，為一系列強振幅高連續(xù)的地震反射軸，可能為玉爾吐斯組、震旦系和南華系的反射。根據(jù)剖面西側(cè)約100 km星火1井標定及引層，玉爾吐斯組底界位于時間零線之下的波谷位置，該反射在上覆肖爾布拉克組臺緣斜坡腳處下方發(fā)生明顯中斷（見圖5a中紅色箭頭），推測為斷裂截切所致。而在該斷裂東側(cè)，地震反射軸數(shù)量明顯增多，由此推斷該斷裂為傾向南東的正斷裂（F1），切割了南華系、震旦系和玉爾吐斯組。從地震反射特征判斷，斷裂下降盤玉爾吐斯組底界可能位于時間零線之下100 ms強振幅高連續(xù)波谷位置，而在玉爾吐斯組內(nèi)部，可識別出向斷裂上盤方向超覆現(xiàn)象（見圖5c中藍色箭頭）。

圖2 塔里木盆地北部下寒武統(tǒng)地層分區(qū)與巖性柱狀圖

在塔中隆起北斜坡拉平肖爾布拉克組底界的二維地震剖面上（見圖5b），則具有更明顯的南華紀裂陷結(jié)構(gòu)。在裂陷北側(cè)，可識別出邊界斷裂（F2，見圖5b中紅色箭頭），上升盤發(fā)育肖爾布拉克組臺緣礁灘體及前積反射結(jié)構(gòu)（見圖5d中綠色箭頭），而下降盤發(fā)育一套向裂陷邊緣超覆的層序（見圖5d中藍色箭頭），最大時間厚度約為100 ms。這一特征與塔北隆起南斜坡南華紀斷裂（F1）上下盤下寒武統(tǒng)的沉積結(jié)構(gòu)非常相似。由此推測，邊界斷裂（F2）下降盤向裂陷邊緣超覆的層序為南華紀裂陷在早寒武世發(fā)生沉降時沉積的玉爾吐斯組。

上述特征表明，南華紀裂陷在早寒武世發(fā)生了同構(gòu)造沉積作用，邊界斷裂下降盤的沉降與玉爾吐斯組沉積同步發(fā)生，隨著沉降幅度加大，玉爾吐斯組沉積加厚，并向南華紀裂陷邊緣逐層超覆，而斷裂上升盤則控制了肖爾布拉克組臺緣礁灘體的發(fā)育位置。此外，區(qū)域地震剖面顯示，塔北隆起和塔中隆起之間存在一個基底隆起帶（見圖4），分割了南北兩個南華紀裂陷和玉爾吐斯組沉積中心，按5 000 m/s地震波速度計算，玉爾吐斯組最大厚度可達250 m。這兩個玉爾吐斯組沉積中心可能與四川盆地早寒武世筇竹寺組沉積期的安岳裂陷槽相似，都發(fā)育在上震旦統(tǒng)碳酸鹽臺地內(nèi)部，在早寒武世的海侵中充填了一套厚度較大且富含有機質(zhì)的斜坡-盆地相黑色巖系（見圖2）[21-24]。

3 早寒武世同沉積構(gòu)造分布

本文利用拼接處理的76條37 006 km二維地震資料（見圖6），按照同沉積構(gòu)造解釋模式，對塔里木盆地北部南華紀裂陷和早寒武世同沉積斷裂進行了系統(tǒng)的解釋和追蹤，初步識別出較可靠的同沉積斷裂有 4條（F1、F1-1、F2、F2-1），分別位于塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡西段，呈北東東—東西向延伸，控制了兩個玉爾吐斯組沉積中心。南側(cè)沉積中心近東西向延伸，按厚度120 m，長250 km，寬50～80 km計算，沉積中心面積約為15 000 km2；北側(cè)沉積中心北東東向延伸，按厚度120 m，長度300 km，寬度50～100 km計算，面積約17 000 km2（見圖6）。

早寒武世同沉積斷裂活動可能主要發(fā)生在南華紀裂陷得以保存的地區(qū)，如穿過塔北隆起和塔東隆起的北西—南東向區(qū)域地震剖面顯示，這兩個地區(qū)下寒武統(tǒng)的構(gòu)造和沉積特征完全不同（見圖7），塔東地區(qū)的西山布拉克組和西大山組既沒有出現(xiàn)同沉積斷裂活動造成的加厚現(xiàn)象，也沒有出現(xiàn)明顯的臺緣礁灘體特征。此外，塔東隆起所有鉆穿下寒武統(tǒng)的鉆井中沒有 1口井鉆遇層狀硅質(zhì)巖，這說明作為溝通深部硅質(zhì)熱液上升通道的同沉積斷裂活動在塔東地區(qū)是缺乏的。據(jù)Wu等統(tǒng)計[31]，塔北隆起和塔中隆起西段的寒武系與南華系—震旦系之間主要為平行不整合，而塔東隆起、巴楚隆起和塔中隆起東段的寒武系與南華系—震旦系之間為削截/角度不整合。在平行不整合地區(qū)，震旦紀末期構(gòu)造活動較弱，南華紀裂陷得到了保存，因而在玉爾吐斯組沉積期發(fā)生了同沉積斷裂活動；而在削截/角度不整合地區(qū)，震旦紀末期構(gòu)造活動強烈，南華紀裂陷遭受了抬升、破壞和剝蝕，因而在玉爾吐斯組沉積期沒有發(fā)生同沉積斷裂活動，而是表現(xiàn)為向盆地沉降中心傾斜的斜坡或緩坡（見圖8）。因此，震旦紀末—早寒武世的構(gòu)造變動在塔里木盆地北部不同地區(qū)表現(xiàn)不同，這種差異不僅控制了玉爾吐斯組沉積期同沉積斷裂活動的分布，也控制了肖爾布拉克組沉積期的古地理格局，并導(dǎo)致不同臺地類型的形成。

圖3 塔里木西北部阿克蘇地區(qū)庫勒剖面玉爾吐斯組巖性與層狀硅質(zhì)巖特征

圖4 過塔北隆起和塔東隆起區(qū)域地震剖面（a）、肖爾布拉克組底界層拉平剖面（b）及解釋剖面（c）（剖面位置見圖1）

圖5 塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡的早寒武世同沉積構(gòu)造（剖面位置見圖1）

圖6 塔里木盆地北部同沉積斷裂分布與下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組/西山布拉克組厚度分布圖

4 早寒武世同沉積構(gòu)造古地理

從塔里木盆地北部不同地區(qū)震旦紀末期—早寒武世構(gòu)造和沉積演化差異（見圖7）及兩個北東東—東西向延伸的玉爾吐斯組沉積中心分布判斷（見圖8），早寒武世早期盆地表現(xiàn)為中部發(fā)生同沉積斷裂活動，塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡之間沉積了較厚的玉爾吐斯組，而塔東隆起區(qū)和滿西地區(qū)則表現(xiàn)為向中部緩傾的斜坡，玉爾吐斯組/西山布拉克組沉積較薄。地震資料揭示，現(xiàn)今滿加爾凹陷內(nèi)的下寒武統(tǒng)向塔東隆起存在著逐層超覆和減薄特征[27,29]，這也說明塔東地區(qū)在早寒武世位置較高，接近物源區(qū)（見圖8）。至肖爾布拉克組/西大山組沉積期，塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡的同沉積斷裂上升盤發(fā)育臺緣灘礁體，形成北東東—東西向延伸的鑲邊型臺地（見圖9）。而塔東地區(qū)鉆遇的下寒武統(tǒng)西山布拉克組和西大山組，底部為硅質(zhì)泥巖，向上主要為泥巖、灰質(zhì)泥巖和云質(zhì)泥巖組合（見圖2），顯示出混積型臺地沉積特征（見圖9、圖10）。阿克蘇地區(qū)和滿西地區(qū)肖爾布拉克組則發(fā)育顆粒白云巖、藻白云巖和泥—粉晶白云巖，顯示出包括臺緣礁灘、臺內(nèi)丘灘和灘間凹地在內(nèi)的鑲邊型臺地特征[21-22,49]。最近也有學(xué)者認為這兩個地區(qū)的肖爾布拉克組屬緩坡背景下的丘灘沉積體系，將其劃歸為緩坡型臺地[50]。但阿克蘇北部的溫宿凸起與塔北隆起都為早古生代古隆起[51]，兩者對早寒武世古地理格局的控制作用可能相似，因此本文采用塔北隆起周緣的沉積模式，將溫宿凸起周緣也劃歸為鑲邊型臺地，而將滿西地區(qū)劃歸為緩坡型臺地（見圖9、圖10）。

圖7 過塔北隆起和塔東隆起北西—南東向肖爾布拉克組底界層拉平剖面（a）與解釋剖面（b）（位置見圖6）

圖8 塔里木盆地北部震旦紀末期至早寒武世構(gòu)造和構(gòu)造演化特征（剖面位置見圖6）

早寒武世同沉積斷裂的活動強度（斷距）不僅控制了下降盤玉爾吐斯組的厚度，也可能控制了肖爾布拉克組臺緣灘礁體的規(guī)模（見圖10），如塔中隆起北斜坡中段的同沉積斷裂F2活動強度最大，形成的陡坎高差也大，其上發(fā)育較大規(guī)模的臺緣灘礁體；而向西隨著斷距的減小，陡坎高差也隨之減小，其上的臺緣灘礁體規(guī)模也逐漸變?。ㄒ妶D11a—圖11c）；當斷距消失時，陡坎變?yōu)榫徠?，臺緣礁灘體消失（見圖11d），臺地類型也由鑲邊型轉(zhuǎn)變?yōu)榫徠滦停ㄒ妶D9）。塔北隆起南斜坡也有相似特征，隨著同沉積斷裂F1的斷距向西減小，其上盤的肖爾布拉克組臺緣礁體的規(guī)模也逐漸變小，直至消失（見圖11e—圖11f）。此外，同沉積斷裂F1-1和F2-1夾持的壘塊分割了玉爾吐斯組沉積期南北兩個沉降中心（見圖9），肖爾布拉克組沉積期海侵后，處于外緩坡環(huán)境，但位置較高，其上可能發(fā)育高能丘灘沉積（見圖11f）。

圖9 塔里木盆地北部早寒武世肖爾布拉克組沉積期古地理（本文未涉及地區(qū)的古地理參考文獻[21,49-50]，中寒武世臺緣帶參考文獻[21-22]）

圖10 塔中隆起北斜坡同沉積斷裂（F2）斷距沿走向變化對臺地類型的控制（位置見圖9）

至中寒武世，塔里木西南緣由被動陸緣轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒雨懢塠53]，來自西南緣的擠壓導(dǎo)致盆地西南部抬升，中寒武統(tǒng)臺緣帶開始向東遷移（見圖11a、11b），臺緣帶西側(cè)由緩坡型臺地演變?yōu)榫窒拚舭l(fā)臺地[21-22]，大范圍出現(xiàn)鹽湖相、膏云坪相和泥云坪相沉積。至中奧陶世，塔北隆起南斜坡的臺緣帶向東南方向遷移距離達到77 km（見圖7），逐漸形成“東盆西臺”格局。這與塔里木東部典型的濁積巖、黑色泥巖等深水欠補償盆地相出現(xiàn)在早寒武世之后，并被中晚寒武世至奧陶紀碳酸鹽臺地的臺地邊緣帶和臺緣斜坡帶嚴格圍限的事實一致[21-22]。

5 寒武系鹽下和深層勘探潛力與方向

塔里木北部的兩個北東東—東西向延伸的玉爾吐斯組沉積中心位于塔里木陸塊內(nèi)部（見圖6），是早寒武世淺水陸棚內(nèi)部的深水沉積區(qū)，與外海隔斷。雖然目前無直接數(shù)據(jù)證明其是否發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖，但從以下3個方面判斷，這兩個沉積中心的生烴潛力巨大。

圖11 塔中北斜坡和塔北南斜坡肖爾布拉克組沉積結(jié)構(gòu)沿同沉積斷裂的變化（所有剖面均拉平肖爾布拉克組底界，剖面位置見圖9）

表1 阿克蘇露頭區(qū)玉爾吐斯組黑色頁巖Mo/TOC均值與其他地區(qū)對比

①南天山洋的打開促進了早寒武世上升洋流的形成。阿克蘇露頭區(qū)玉爾吐斯組內(nèi)部發(fā)育富含有機質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖、磷塊巖和海綠石組合（即C-Si-P-G組合）（見圖2），這是現(xiàn)代上升洋流作用區(qū)典型的巖石組合，如納米比亞陸架、秘魯西部和巴西東部陸架[53-54]。此外，玉爾吐斯組微量元素和同位素組成特征與地質(zhì)時期上升洋流作用區(qū)也類似，如阿拉斯加三疊系Shubilk組和落基山二疊系Phosphoria組[45,53-54]。震旦紀晚期，塔里木盆地北部的南天山洋打開，至早寒武世，南天山洋已演變?yōu)槌墒斓拇笱骩35-38]。這一過程改變了洋流體系，促進了上升洋流向塔里木陸棚內(nèi)部的延伸，并將深部富營養(yǎng)水體帶至淺部陸架，促進藻類的勃發(fā)，從而形成富有機質(zhì)的沉積。

②局限水體有利于有機質(zhì)的保存和優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成。黑色頁巖的Mo/TOC（鉬元素含量與總有機碳含量的比值）均值可用于表征沉積水體受局限的程度，Mo/TOC均值越小表明沉積水體與外海交換能力越差[53]。阿克蘇露頭區(qū)玉爾吐斯組兩套富含有機質(zhì)黑色頁巖的Mo/TOC均值分別為8.11和4.97[45]，與現(xiàn)代黑海（4.5±1）和挪威Framvaren峽灣（9±2）值相近（見表1），這一特征表明塔里木西北部早寒武世的沉積水體可能與外海水體交換不暢。黑海和Framvaren峽灣是與外海隔斷、沉積物中有機質(zhì)卻高度富集的典型實例。塔里木盆地北部的這兩個玉爾吐斯組沉積中心位于陸棚內(nèi)部，深部水體補給不足，形成利于有機質(zhì)保存的缺氧環(huán)境，因而可能發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖。

③硅質(zhì)熱液作用提供了促進成烴藻類生長繁盛的營養(yǎng)物質(zhì)。塔里木盆地北部的兩個玉爾吐斯組沉積中心受同沉積斷裂活動控制，并可能伴隨硅質(zhì)熱液作用。前已論述，塔里木盆地北部下寒武統(tǒng)底部普遍發(fā)育層狀硅質(zhì)巖和黑色頁巖組合，且下段黑色頁巖的TOC值要顯著高于上段黑色頁巖[18,46]，反映了硅質(zhì)熱液對有機質(zhì)富集的積極作用[45-46]。熱液作用提供的營養(yǎng)物質(zhì)（硅、磷、氮、鉀等）促進了微生物（特別是成烴藻類）的大量繁盛，使得古生產(chǎn)力得以大幅提高[45-46]，因而越靠近熱液噴口——同沉積斷裂，玉爾吐斯組烴源巖的有機質(zhì)豐度可能越高。

早寒武世同沉積斷裂下降盤的玉爾吐斯組烴源巖與上升盤的肖爾布拉克組臺緣灘礁體構(gòu)成了可預(yù)測的源-儲組合模式，近年來一系列重大油氣發(fā)現(xiàn)[55-57]已證實這種近源的源-儲配置具有高效的規(guī)模成藏效應(yīng)。但早寒武世同沉積斷裂上下盤的源-儲組合普遍在 8 000 m以深（見圖9），除塔北隆起南斜坡的塔深1井區(qū)外，斷裂中段和東段的源-儲組合幾乎都在10 000 m以深，而斷裂西段的源-儲組合也在8 000～11 000 m。Zhu等通過對塔里木海相正常原油熱模擬實驗和原油裂解生氣的動力學(xué)參數(shù)計算[58]，認為塔北地區(qū)原油開始裂解的深度為 7 500～8 000 m，大規(guī)模裂解的深度為8 800～9 500 m，目前中國石油化工集團公司已在該地區(qū)7 750 m奧陶系發(fā)現(xiàn)了全球埋藏最深的古生界海相油藏[20]。此外，利用數(shù)值模型計算深部斷層伴生裂縫發(fā)育能力和碳酸鹽巖孔洞坍塌深度的結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)儲集層的下限可至8 500 m，距離斷層越近，儲集層越發(fā)育；在11 000 m以深，大型孔洞才逐漸消亡[20]。

綜上所述，塔里木北部的寒武系鹽下和深層具有巨大的油氣勘探潛力。但目前深層地震資料品質(zhì)尚不能滿足早寒武世同沉積構(gòu)造精細解釋和成圖的需要。近年來，高精度地震勘探已在塔里木庫車和塔北地區(qū)取得良好成效[59]。采用這種技術(shù)首先部署一條穿過星火 1井（盆地內(nèi)部唯一鉆揭玉爾吐斯組優(yōu)質(zhì)烴源巖的鉆井）和中深1構(gòu)造（盆地內(nèi)部唯一在寒武系鹽下發(fā)現(xiàn)規(guī)模油氣的構(gòu)造）的近南北方向測線，通過地震處理解釋一體化攻關(guān)，建立更符合實際的地質(zhì)模型，為后續(xù)高精度地震部署提供可靠的地質(zhì)與地球物理參數(shù)，以精細落實早寒武世同沉積構(gòu)造及其控制的源-儲配置關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，再沿著同沉積斷裂向西搜索肖爾布拉克組臺緣礁灘體和緩坡丘灘體，在埋深相對較淺位置實施風險鉆探。

6 結(jié)論

塔里木北部震旦紀末期的構(gòu)造變動在不同地區(qū)表現(xiàn)為不同方式，并控制了早寒武世盆地的沉積格局。其中，位于塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡的南華紀裂陷在早寒武世發(fā)生同沉積斷裂活動，形成南北兩個北東東—東西向延伸的沉降和沉積中心，玉爾吐斯組最大預(yù)測厚度可達250 m。至肖爾布拉克組沉積期，同沉積斷裂的上升盤形成鑲邊型臺地。這兩個玉爾吐斯組沉積中心是早寒武世淺水陸棚內(nèi)部的深水沉積區(qū)，震旦紀晚期南天山洋的打開與早寒武世上升洋流的形成、早寒武世早期的硅質(zhì)熱液作用及其提供的營養(yǎng)元素，以及沉積中心深部水體與外海隔斷形成的利于有機質(zhì)保存的缺氧環(huán)境，都為其成為生烴中心提供了有利條件。

早寒武世同沉積斷裂下降盤玉爾吐斯組黑色頁巖與上升盤肖爾布拉克組礁灘儲集層構(gòu)成可預(yù)測的源-儲配置模式，斷裂活動強度不僅控制了玉爾吐斯組黑色頁巖的厚度，也控制了肖爾布拉克組臺緣礁灘體的規(guī)模。塔北隆起南斜坡和塔中隆起北斜坡的西段及滿西地區(qū)鄰近兩個玉爾吐斯組生烴中心，肖爾布拉克組臺緣礁灘體、緩坡丘灘體和中寒武統(tǒng)膏鹽巖類蓋層均較發(fā)育，是寒武系鹽下和深層勘探的有利地區(qū)。建議針對初步落實的北東東—東西向早寒武世同沉積斷裂，部署高精度地震勘探，以精確落實同沉積斷裂位置，并沿著斷裂向西搜索礁灘體和丘灘體，在埋深較淺的有利圈閉位置實施風險鉆探。